您是否知道目前使用的药物中有一半以上是手性药物，可能导致体内有两种不同的反应?手性化合物是成对的分子，彼此是镜像，就像一个人的右手和左手。由于身体与每个分子不同地相互作用，因此手性药物可以从一个分子产生所需的效果，以及来自其镜像的不希望的副作用。制造纯化合物而不会形成浪费的不必要的镜像版本会更加安全和有效，但这种选择性合成仍然是药物发现中最困难的挑战之一。
在韩国大田基础科学研究所(IBS)催化烃功能化中心的研究人员Chang Sukbok教授的带领下，他们创造了一组新的手性铱催化剂，用于选择性合成手性内酰胺。虽然内酰胺是许多药剂中的关键组成部分，例如青霉素 - 一种值得注意的内酰胺类抗生素，但很少有效的方法可以从一对对称的镜像中挑出一个分子。新催化剂使研究人员偏向合成，有利于生产一种产品而另一种产品具有99%的选择性。
手性药物中的原子以相同的方式连接，但它们在空间中的取向有所不同。研究人员确定了哪种催化剂引起了正确的旋转并导致左旋转。结合实验观察和详细的计算机模拟，他们发现在基质和催化剂之间瞬间形成氢键导致反应中的这种高度偏析。
氢键是自然界中分子的普遍相互作用。由于这种连接在反应过程中稳定中间体和过渡态，因此最终导致手性内酰胺的产生，从而允许高选择性。第一作者Yoonsu Park博士表示，“了解反应机理是促进催化剂进一步发展的关键。这种基于机理的方法和反应设计模型使我们能够找到这种新的转变。”
值得注意的是，这项研究提出了一种可持续的方案来生产备受追捧的，非常宝贵的手性内酰胺。通过使用廉价且易于获得的原料烃，研究人员生产了一组不同形状的手性内酰胺。由于它们的手性和多样化结构使得内酰胺能够在体内起抗生素，抗炎或抗肿瘤功能的作用，本研究可以以更有效和更便宜的方式促进潜在药物的开发。
“这是不对称催化领域的一大进步。由于内酰胺在医药，合成和材料化学领域有多种应用，我们的研究可能为开发更安全，更有效的临床药物提供基础，”张教授解释说。